Zašto su geni za suzbijanje tumora važni za rak

Sadržaj

• Vrste gena za suzbijanje tumora
• Onkogeni naspram gena za suzbijanje tumora
• Nasljeđe i onkogeni naspram gena za suzbijanje tumora
• Geni za suzbijanje tumora i "hipoteza o dva pogotka"
• Primjeri

Geni za suzbijanje tumora stvaraju proteine ​​koji reguliraju rast stanica i oni igraju važnu ulogu u sprečavanju razvoja stanica karcinoma.

Kada se geni supresori tumora promijene ili inaktiviraju zbog mutacije (bilo one koja je prisutna pri rođenju ili one koja se dogodi kasnije u životu), oni stvaraju proteine ​​koji su manje učinkoviti u kontroli rasta i / ili popravka stanica. Rezultat je nekontrolirani rast oštećenih ili abnormalnih stanica, što dovodi do nekontroliranog rasta i razvoja kanceroznih tumora.

Geni za supresiju tumora poznati su i kao antionkogeni ili geni za gubitak funkcije.

Vrste gena za suzbijanje tumora

Geni za suzbijanje tumora postoje u tri glavne vrste. Svaka vrsta ima različitu funkciju:

1. Reći stanicama da usporavaju i prestanu dijeliti
2. Popravak oštećenja stanične DNA koja je posljedica dijeljenja i mogla bi dovesti do raka
3. Uzrokovanje oštećenih stanica da pokrenu proces koji se naziva programirana smrt stanice ili apoptoza

Onkogeni naspram gena za suzbijanje tumora

Dvije primarne vrste gena sudjeluju u razvoju raka: onkogeni i geni supresori tumora. Pojam onkogeni doslovno znači "geni raka", a ti geni rezultiraju nekontroliranim rastom stanica. (Proto-onkogeni su geni koji pomažu stanicama da rastu, a kada su mutirani, pa loše funkcioniraju, nazivaju se onkogeni).

Gene za suzbijanje tumora lakše je opisati pomoću analogije.

Onkogeni: vrste, primjeri i uloga u raku

Analogija s vožnjom: Geni za suzbijanje tumora su kočnice

Sve više i više istraživanja raka ulaze u imunoterapiju zbog otkrivenih "prekidača za uključivanje i isključivanje" karcinoma. Može postati vrlo tehničko i zbunjujuće, pa će vam možda pomoći da o stanicama razmišljate kao o automobilima.

Svaka ćelija ima akcelerator i koči. U normalnim automobilima oboje rade u redu. Više procesa osigurava da ostanu u ravnoteži, tako da se automobil neprestano kreće, ali ne pada.

Rak započinje nizom mutacija gena. Geni funkcioniraju kao nacrt za stvaranje proteina s različitim funkcijama. Neke mutacije nisu velika stvar - voze se tiho i ne petljaju se ni u što. Zovu se putničke mutacije.

Tada dolazimo do mutacija vozača. Vozač se može odlučiti za prebrzu ili presporu vožnju, a upravo su te mutacije pokretača rast stanica raka.

Rak može biti povezan s problemima bilo s papučicom gasa ili s kočnicama, ali često dolazi do oštećenja onkogena i gena za supresiju tumora prije nego što se razvije rak. Drugim riječima, papučica gasa mora biti zalijepljena za pod, a kočnice moraju kvariti. Činjenica da rak često zahtijeva niz različitih mutacija dijelom je i razlog zašto je rak češći kod starijih ljudi. Više vremena omogućuje više mutacija.

U ovoj analogiji automobila:

• Onkogeni su geni koji kontroliraju akcelerator
• Geni za suzbijanje tumora kontroliraju kočnice

Koristeći ovu analogiju u odnosu na različite gore navedene vrste supresorskih gena:

• Neke su vrste odgovorne za pritiskanje kočnica
• Neki popravljaju slomljene kočnice
• Drugi vuku automobil kad se ne može popraviti

Nasljeđe i onkogeni naspram gena za suzbijanje tumora

Postoji nekoliko važnih razlika između onkogena i gena za supresiju tumora u raku.

Općenito, onkogeni jesu dominantan. U našem tijelu imamo dva seta svakog našeg kromosoma i dva seta gena: po jedan od svakog roditelja. Kod dominantnih gena, samo jedna od dvije kopije mora biti mutirana ili abnormalna da bi se mogao dogoditi negativan učinak.

Uzmimo, na primjer, smeđe oči. Ako ljudi naslijede jednu kopiju gena smeđih očiju i jednu kopiju gena plavih očiju, boja njihovih očiju uvijek će biti smeđa. U analogiji s automobilom potrebna je samo jedna kopija mutiranog gena koji kontrolira gas, da bi automobil ostao bez kontrole (samo jedan od dva proto-onkogena treba mutirati da bi postao onkogen).

Suprotno tome, geni za supresiju tumora imaju tendenciju recesivan. Odnosno, kao što vam trebaju dva gena za plave oči da biste imali plave oči, dva gena supresora moraju biti oštećena kako bi doprinijela raku.

Važno je napomenuti da je veza između onkogena i gena za supresiju tumora mnogo složenija od ove i ta su dva međusobno isprepletena. Na primjer, mutacija u supresorskom genu može rezultirati proteinima koji nisu u stanju popraviti mutacije u onkogenu, a ta interakcija pokreće proces naprijed.

Geni za suzbijanje tumora i "hipoteza o dva pogotka"

Razumijevanje recesivne prirode gena za supresiju tumora može biti korisno u razumijevanju genetske predispozicije i nasljednog karcinoma.

Primjeri gena za supresiju tumora su geni BRCA1 / BRCA2, inače poznatiji kao "geni raka dojke". Ljudi koji imaju mutaciju jednog od ovih gena imaju povećani rizik od razvoja karcinoma dojke (između ostalih karcinoma).

Međutim, ne rastu svi kod gena. Prva kopija ovih gena mutira pri rođenju, ali tek kada se nakon rođenja dogodi nova mutacija (stečena mutacija ili somatska mutacija) stvaraju se abnormalni proteini za popravak koji povećavaju rizik od raka.

Važno je napomenuti da postoji nekoliko gena povezanih s razvojem raka dojke (ne samo BRCA geni), za koje je dostupno genetsko testiranje, a za mnoge se smatra da su geni za supresiju tumora.

Geni koji nisu BRCA koji povećavaju rizik od raka dojke

O toj recesivnoj prirodi govori se u "2 pogođenoj hipotezi" o raku. Prva kopija (u gornjem primjeru, naslijeđena kopija neispravnog gena) prvo je pogodak, a kasnija mutacija druge kopije gena kasnije u životu drugi je pogodak.

Treba napomenuti da samo „2 pogotka“ nije dovoljno da dovede do raka. Tada se moraju dogoditi oštećenja DNA stanica (iz okoline ili zbog normalnih metaboličkih procesa u stanicama), a zajedno dvije mutirane kopije gena za supresiju tumora nisu u stanju stvoriti učinkovite proteine ​​za popravak oštećenja.

Geni za suzbijanje tumora i nasljedni rak

Prema Američkom udruženju za rak, nasljedni sindromi raka čine između 5% i 10% karcinoma, no studije sugeriraju da je postotak karcinoma koji se mogu pripisati tim genima možda mnogo veći. Genetski probir sada je dostupan za nekoliko ovih sindroma, ali u mnogim slučajevima se genetičkom predispozicijom ne može pronaći testiranjem. U ovom je slučaju vrlo korisno ljudima raditi s genetskim savjetnikom koji će možda moći razumjeti više o riziku na temelju obiteljske povijesti.

Dvije osnovne uloge gena za suzbijanje tumora: čuvari i skrbnici

Kao što je ranije spomenuto, geni za suzbijanje tumora mogu funkcionirati kao "kočnice" automobila na tri primarna načina, ali inhibiraju rast stanica, popravljaju slomljenu DNA ili uzrokuju smrt stanice. O ovim vrstama gena za supresiju tumora može se razmišljati kao o genima "čuvara vrata".

Ipak, neki geni za suzbijanje tumora funkcioniraju u većoj ulozi skrbnika. Ti geni stvaraju proteine ​​koji nadziru i reguliraju mnoge funkcije drugih gena kako bi održali stabilnost DNA.

U donjim primjerima Rb, APC i p53 funkcioniraju kao čuvari vrata. Nasuprot tome, geni BRCA1 / BRCA2 funkcioniraju više kao skrbnici i reguliraju aktivnost ostalih proteina koji sudjeluju u rastu i popravljanju stanica.

Primjeri

Identificirano je mnogo različitih gena za supresiju tumora, a vjerojatno će biti otkriveno još mnogo njih u budućnosti.

Povijest

Geni za suzbijanje tumora prvi su put identificirani među djecom s retinoblastomom. Kod retinoblastoma, za razliku od mnogih gena za supresiju tumora, nasljedni je tumorski gen dominantan - i zato omogućuje rak u male djece. Ako jedan roditelj nosi mutirani gen, tada će 50 posto njihove djece naslijediti gen i biti u opasnosti od retinoblastoma.

Uobičajeni primjeri

Neki primjeri gena za supresiju tumora povezani s rakom uključuju:

• RB: Supresorski gen odgovoran za retinoblastom
• gen p53: gen p53 stvara protein p53 koji regulira popravak gena u stanicama. Mutacije ovog gena upletene su u oko 50 posto karcinoma. Nasljedne mutacije u genu p53 mnogo su rjeđe od stečenih mutacija i rezultiraju nasljednim stanjem poznatim kao Li Fraumeni sindrom. P53 kodira proteine ​​koji kazuju stanicama da umru ako su oštećene bez popravka, postupak koji se naziva apoptoza.
• BRCA1 / BRCA2 geni: Ovi su geni odgovorni za oko 5 do 10 posto karcinoma dojke, ali i mutacije gena BRCA1 i BRCA2 gena povezane su s povećanim rizikom i od drugih karcinoma. (BRCA2 je također povezan s povećanim rizikom od raka pluća u žena.)
• APC gen: Ovi geni povezani su s povećanim rizikom od raka debelog crijeva kod ljudi s obiteljskom adenomatoznom polipozom.
• PTEN gen: PTEN gen jedan je od ne-BRCA gena koji može povećati rizik da žena razvije rak dojke (do 85 posto životnog rizika). Povezan je s PTEN sindromom tumora hamartoma i Cowden sindromom. Gen kodira proteine ​​koji pomažu u rastu stanica, ali pomažu i da se stanice drže zajedno. Kada je gen mutiran, veći je rizik da će se stanice karcinoma "odlomiti" ili metastazirati.

Trenutno je identificirano više od 1200 gena za supresiju humanog tumora. Sveučilište u Teksasu ima bazu gena za supresore tumora u kojoj su navedeni mnogi od ovih gena.

Geni za suzbijanje tumora i liječenje raka

Razumijevanje gena za supresiju tumora također može pomoći da se malo objasni zašto terapije, poput kemoterapije, ne liječe rak u potpunosti. Neki tretmani protiv raka potiču stanice na samoubojstvo. Budući da neki geni za supresiju tumora pokreću proces apoptoze (stanične smrti), kada ne rade ispravno, stanice raka možda neće moći proći kroz proces apoptoze kao što bi to mogle proći druge stanice.

Riječ iz vrlo dobrog

Učenje o funkciji gena za supresiju tumora i onkogenima koji sudjeluju u stvaranju raka, kao i karakteristike stanica karcinoma i kako se stanice raka razlikuju od normalnih stanica, može pomoći istraživačima da pogledaju nove načine kako identificirati ljude kojima prijeti rak i za liječenje karcinoma koji se javljaju.

Stručnjaci znaju da nisu važne samo promjene samih genoma, već modifikacija načina na koji se geni izražavaju bez genetskih promjena (poznatih kao epigenetika) igra ulogu u raku. Moguće je da promjene u okolišu naših tkiva mogu utjecati na "ekspresiju" proteina supresora tumora koje stvaraju ti geni.

Na primjer, jedno je istraživanje proučavalo ulogu ljekovitog bilja koje može igrati u aktivaciji molekula supresora tumora, a nekoliko drugih studija proučavalo je ulogu prehrambenih uzoraka u aktivaciji supresora tumora.

• Udio
• Flip
• E-mail
• Tekst